铜镍硫化矿床范文

铜镍硫化矿床范文（精选7篇）

铜镍硫化矿床 第1篇

我国正处于工业化加速发展的重要阶段,对矿产资源的需求提出更高的要求,矿产资源需求旺盛和资源短缺的局面不容乐观。工业上诸多环节镍、铜、铂族资源的消费量保持不断增长的趋势,而这些资源是短缺的或需要部分进口的,自给量短期内不仅难以得到改善而且还有加剧的可能。可见,我国开展镍铜铂岩浆硫化物矿床预测方面的研究十分迫切的,如今探寻这类资源的指导方向,是加强成矿地质背景区域成矿模式和矿集区地质的研究工作。岩浆硫化物矿床仍然是镍产量的主要来源,不仅如此这种矿床还共生有丰富的铜、钴、铂族、金等多种金属,具有极大的经济价值备受世人关注。从20世纪50年代到80年代,我国发现勘查出甘肃金川、吉林红旗岭、新疆喀拉通克、云南白马寨、黑龙江五星等等一系列镍-铜-铂族岩浆硫化物矿床,结合这类矿床工作经验推动我国铜镍硫化物矿床的勘察和研究工作。

1 区域地质

1.1 区域地质背景

黑山铜镍硫化物矿床位于甘、新、蒙相邻地区属肃北蒙古族自治县内,地处塔里木板块与哈萨克斯坦两大板块的对接部位。该区位于塔里木板块东北边缘的北山裂谷带,(含镍、铜)基性超基性-超基性岩体沿裂谷带深大断裂的次级断裂带分布(图1)。区域构造位置属塔里木板块东北边缘,处于塔里木板块、中朝板块与哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块的交汇部位,经历了多期次、多阶段的板块裂解-俯冲-碰撞-拼合的复杂地质演化过程,是多期板块拼裂而形成的复杂造山带,具多旋回复合造山的特点,是晚元古代至早古生代裂谷作用下的产物,其中含铜、镍的基性-超基性岩沿裂谷作用前期的断层向上迁移。

北祁连缝合带内部构造单元主要有以下单元组成,微陆块、混合岩带、蛇绿岩、洋脊-洋岛火山岩、弧岛(陆缘弧和洋壳弧)火山岩及岛弧型沉积。微陆块主要由前寒武系地层组成,其上有加里东期岛弧花岗岩。蛇绿混杂岩带主要由陆缘弧(南带)、洋壳型岛弧(北带)、复理石增生楔、高级(南带)及低级(北带)蓝片岩、蛇绿岩块组成。缝合带中的蛇绿岩块共有3条,自南而北依次为:玉石沟—川刺沟—小八宝蛇绿岩带;大岔大阪蛇绿岩;九个泉—白泉门蛇绿岩带;以上3条蛇绿岩带时期为加里东期,而分布于微陆块中的蛇绿岩时代为中元古代[2]。

1-前寒武系;2-蓝片岩带;3-蛇绿岩;4-阿拉斯加型岩体;5-橄榄岩-闪长岩岩体;6-熬油沟蛇绿岩;7-陆缘弧;数字(1)~(9)为蛇绿岩:(1)-九个泉;(2)-大岔大阪;(3)-边马沟;(4)-玉石沟;(5)-冰沟;(6)-小八宝;(7)-百经寺;(8)-老虎山;(9)-榆树沟山;A~G为阿拉斯加型岩体:A-撒拉河岩体;B-油葫芦大山;C-扎马什沟;D-冰沟南;E-水洞峡;F-柏木峡;G-大滩;H-老虎山橄榄岩-闪长岩型岩体;

1.2 地层

区内各时代地层均有分布,以元古界分布最广,下古生界十分重要。前长城系、长城系及志留系均见海相火山岩,奥陶系及石炭—二叠系为裂陷海槽碎屑岩与中、基性熔岩、火山碎屑岩;泥盆系及上二叠统为山间火山—磨拉石沉积建造。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动以海西期最为强烈,元古代、加里东期次之,印支期较弱。主要类型有花岗岩、闪长岩、辉长岩和基性—超基性岩。大体可划分为四个岩浆岩带。

1.4 区域构造特征

本区区域构造位置属塔里木板块东北边缘,处于塔里木板块、中朝板块与哈萨克斯坦板块、西伯利亚板块的交汇部位,经历了多期次、多阶段的板块裂解—俯冲—碰撞—拼合的复杂地质演化过程,是多期板块拼裂而形成的复杂造山带,具多旋回复合造山的特点,是晚元古代至早古生代裂谷作用下的产物,其中含铜、镍的基性—超基性岩沿裂谷作用前期的断层向上迁移。区域构造形迹表现为主构造线呈近东西向,次级构造线呈北东向及北西向展布,显示出南北向挤压的力学机制。

2 黑山矿床地质

黑山岩体分布于花牛山—黑山裂谷的北部、北山中带复背斜构造的南翼及北山双鹰山断裂带中,主要围岩是青白口系大豁落山群白云石大理岩(岩体之南、西、东部)及寒武系西双鹰山组碳质硅质板岩、变质长石石英砂岩及重晶石岩(岩体之北侧及东西侧)。含矿岩体为含铜镍基性—超基性岩,侵位于青白口系,岩体的围岩是青白口系和寒武系,岩体侵入时代为加里东晚期,因而岩体一定是在寒武纪之后侵入的。

黑山岩体平面上主体部分为斜长方辉橄榄岩,斜长辉闪橄榄岩和角闪辉长岩(占岩体面积的94%)。以岩石中橄榄石、辉石、斜长石、角闪石四种主要矿物的含量划分岩相带,可将黑山基性—超基性岩体划分斜长方辉橄榄岩和辉长岩两个岩相带,斜长方辉橄榄岩岩相带主要有:蚀变中细粒斜长方辉橄榄岩、蚀变中细粒-中粒角闪斜长辉橄岩、中细粒含长辉橄岩、中细粒辉闪橄榄岩组成。辉长岩岩相带主要有:角闪辉长岩、橄榄辉长岩组成(表1)。

3 黑山铜镍矿床成因

黑山含铜镍矿基性-超基性岩体,是岩浆沿着断裂活动形成的通道侵位而成的,其成矿作用分:

(1)岩体侵入围岩在冷却的过程中,上部的铜镍硫化物析出并因重力作用沉聚,在岩浆运移就位过程中,未能得到充分沉聚,被封存在造岩矿物间隙之中,发生就地熔离作用,最后结晶在岩体中,形成具有浸染状矿石构造的悬浮状就地熔离型矿体。

(2)原始岩浆在深部发生熔离作用,金属硫化物与硅酸盐矿物发生分异形成富矿浆,在岩浆侵位作用的晚期,富矿浆沿岩体与围岩的接触带贯入,即晚期贯入型矿体。

(3)在热液作用下,形成金属硫化物和金属氧化物,叠加在已形成的矿石之中,形成细脉-浸染状矿石。

黑山含矿岩体,是由上地幔局部熔融的橄榄拉斑玄武岩浆(贫铝、贫钙型),沿断裂活动形成的通道侵位而形成的岩体。矿石的浸染状构造,说明岩浆后期有含矿热液活动,在热液成矿作用下,形成金属硫化物和金属氧化物,叠加在星点浸染状矿石之上形成细脉浸染状矿石。综合矿床地质特征,表明矿床成因类型属岩浆熔离矿床。

4 成矿预测

当代的矿产预测是应用现代的成矿学理论和先进的技术方法,根据已有的地质工作程度和技术经济发展条件,研究特定区域内的成矿规律,圈出成矿区、标定预测远景区,指出现在还没有将来可能或应当发现潜在矿床的有利成矿空间,提出开展矿产勘查和矿山接替资源勘查的工作建议[1]。

成矿预测一般应经历以下3个阶段:

(1)地质与矿产资源信息的理论分析,判断矿产类型、产出与成矿环境的关系,预测形成大型、超大型矿产最有利的部位;

(2)运用现代高新技术方法,如遥感、地球物理、地球化学等综合分析方法,探索有利成矿条件和矿体产出位置;

(3)布置必需的钻探工程验证。成矿预测的理论原则:

(1)矿床成矿作用的“异相”“定位”理论;

(2)矿床成矿系列的“缺位”预测理论;

(3)多元信息的“类比求同”理论;

(4)地质体“对等求异”理论。

黑山岩体都为基性-超基性岩体,结合多元信息的“类比求同”预测理论,我们认为:

(1)黑山勘探深度只有1000m左右,对当地的矿体状况揭露很有限,因此全矿区深部区间,在寻找岩体成矿通道和富矿富集场所的潜力很大。

(2)黑山矿体为多期次贯入充填而成,并且经过较好的熔离与结晶分异,可能存在其它隐伏含矿岩体,都是未来深部及外围找矿的重点方向。

(3)在已勘探区域采用双频激电法(DFIP)在坑道的钻孔中进行扫面,以发现异常或寻找新资源。

摘要：长久以来甘肃北山地区一直就是基础地质和矿床地质理论研究以及找矿勘查热点,本区横跨3个不同的大地构造单元,区内前寒武纪和古生代地层出露广泛,构造形迹复杂,岩浆岩发育,金属矿床星罗棋布。文章从区域地质、矿床地质、矿床成因等因素,对甘肃肃北黑山铜镍硫化物矿床进行分析,根据本区的实际情况,对黑山矿床含矿超基性岩体的形成与空间展布规律进行新的研究判断,为未来找矿工作的思路和方向提出有益的见解及观点。

关键词：铜镍硫化物,矿床成因,超基性岩,远景预测

参考文献

[1]朱裕生等.2007.中国主要成矿区(带)成矿地质特征及矿床成矿谱系[M].北京:地质出版社.

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[3]汤中立.S.J.Barnes.1998.岩浆硫化物矿床成矿机制[M].北京:地质出版社.

[4]甘肃地矿局第六地质队.1984.白家嘴子硫化铜镍矿床地质[M].北京:地质出版社.

[5]田毓龙,包国忠,汤中立,王玉山.2009.金川铜镍硫化物矿床岩浆通道型矿体地质地球化学特征[J].地质学报,83,(10):1515-1525.

[6]汤中立,李文渊.1995.金川铜镍硫化物(含铂)矿床成矿模式及地质对比[M].北京:地质出版社.

[7]S.J.巴恩斯等.1998.与板内岩浆作用有关的硫化物中Ni,Cu,Au和铂族元素含量[J].地质科技动态,(2).

[8]毛景文,谢桂青,程彦博,陈毓川.2009.华南地区中生代主要金属矿床模型[J].地质论评,55,(3):347-353.

铜镍硫化矿床 第2篇

关键词：成矿模式 找矿意义 铜镍硫化物矿床

中图分类号：TD9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0084-01

镍是一种非常重要的有色金属元素，在现代工业技术和人们生活的各个领域中起着非常重要的作用[1]。而吉林红旗岭矿区1号岩体则位于红旗岭勘查区内，富含丰富的镍资源。因此研究1号岩体的成矿模式和找矿意义就显得尤为重要。

1 矿区地质背景

红旗岭位于吉林省中部磐石地区，地理坐标N47°55′，E126°30′。大地构造位置属于古生代兴蒙造山带的一部分，南接华北地台北缘，北部与佳木斯地台相接，属于古亚洲洋和环太平洋两大构造区域的交汇部位。1号岩体位于矿区第一岩带的中部，与围岩呈不整合接触。岩体产状走向北25～50°，倾向北东50～65°。1号岩体在平面上呈纺锤状，长980m。宽150～280m，最大控制深度560m，长宽深之比为4：1：2[2]。岩体主要由含矿岩石类型主要有斜方辉石岩、角闪辉石岩、辉石角闪岩、橄榄辉石岩、辉石橄榄岩，岩石的M/F值一般在2～5范围内，岩体具有多次脉动式侵位叠加的特点[3]。矿体一般呈似层状、透镜状、脉状、漏斗状等产出。

2 岩石标本镜下特征及其成分特点

2.1 围岩：二云母片岩

岩石具鳞片变晶结构，片状构造。岩石以片状矿物为主，为鳞片状的黑云母和白云母，呈平行定向排列形成片状构造。岩石主要由黑云母、白云母、石英和中性酸斜长石组成。黑云母，鳞片状，与白云母一同呈平行定向排列。正交下干涉色可达III级绿，但基本被其本身的颜色假冒，平行消光，含量约28%。白云母，鳞片状，与黑云母一同呈平行定向排列。平行消光，含量约26%。长英质矿物，主要为石英，含部分长石。长英质矿物多呈不规则粒状，少数为短柱状，常呈带状分布于黑云母和白云母的间隙中，石英为波状消光，斜长石为斜消光。长英质矿物含量约42%。其外，含少量的十字石和铁锰质矿物。（图1、图2）

2.2 岩体：辉橄岩

岩石具堆晶结构的填隙结构，局部为海绵陨铁结构，块状构造。岩石主要由橄榄石，辉石（斜方辉石、单斜辉石）及少量的磁铁矿组成。橄榄石，不规则粒状，不规则裂纹发育，含量约68%，常沿边缘发生蛇纹石化。辉石包含斜方辉石和单斜辉石。斜方辉石以镁质的顽火辉石和紫苏辉石为主，粒径大小与橄榄石相当，含量约20%。单斜辉石主要为普通辉石，短柱状，粒径大小与橄榄石相当，含量约7%。磁铁矿呈不规则粒状分布于橄榄石和辉石的空隙中，形成填隙结构，局部磁铁矿分布较多，过渡为海绵陨铁结构。（图3、图4）

3 矿体特征

根据矿体与围岩的关系，矿体的形态与产状，发现似层状矿体和上悬式矿体。这种矿体在本区矿床中占有比较重要的位置。上悬式矿体位于岩相上部，以透镜状为主，一般规模小，厚度薄，延长段连续性差。似层状矿体产于1号岩体的底部，其形态，产状严格受岩相的控制，与所赋存的橄榄辉岩相基本一致，呈似层状，通常与其上部的橄榄岩相界线清楚，底部以混染带与围岩二云母片岩呈不整合接触。在横剖面上其两侧向中心倾斜，在纵剖面上向北西呈缓倾斜。在似层状矿体中矿石矿物主要是磁黄铁矿，镍黄铁矿及黄铜矿。据统计，在上悬式矿体三者含量为60%、36%、5%，硫化物在岩相中的含量分别为3%～6%。平均含Ni为0.22%～0.3%，Cu为0.05%，NI：CU=6：1平均含镍与铜含量比为Ni：Cu=2.3：1。不难看出，似层状矿体是橄榄辉石岩中的矿体是岩浆就地熔离作用形成的。岩浆经深部液态熔离而形成的硅酸盐熔体或岩浆，包含有未熔离完全的残留硫化物，在温度下降等因素影响下发生熔离结晶作用，结晶出来的一部分硫化物由于重力影响沉降到岩相底部形成“似层状矿体”。

4 成矿模式探讨

红旗岭铜镍硫化物矿床属深部岩浆熔离矿床，在华北地台古地块边缘，原始地幔部分熔融产生的含矿岩浆，沿辉发河深断裂上升至相对稳定的中间岩浆房，由于来自地幔深处的岩浆温度很高，围压很大，镍离子优先呈类质同象置换镁而分散在橄榄石、辉石晶格中[4]。当岩浆上升通道的深大断裂达到熔浆部位时，岩浆上侵形成闪长岩，辉石闪长岩等不含矿的侵入体。伴随着构造的再运动含少量的基性—超基性岩浆侵入形成辉石岩，辉石橄榄岩等岩体，并随温度降低， 铁镁硅酸盐晶出，发生就地熔离作用，形成上悬矿和底部矿体。富矿岩浆最后上升侵入，较上部熔融体侵位于1号岩体底轴部，并发生就地熔离和重力分异， 形成容矿岩相矿石的垂直分带和纯硫化物脉[5]。

5 找矿的意义

自2007年开始，对吉林红旗岭矿区开展了危机矿山找矿项目工作。但随着矿产的不断开发，寻找潜在资源的难度已经越来越大。因此通过研究1号岩体相关特征及成矿模式对在红旗岭矿区寻找新的岩浆型铜镍矿床具有深远的指导意义。

参考文献

[1]　刘俊梅，张宏，冯修云，等.红旗岭矿区2号岩体岩浆型硫化铜镍矿床成矿规律及找矿意义.

[2]　秦宽.红旗岭岩浆铜镍硫化物矿床地质特征.

岩浆型铜镍硫化物矿床的研究进展 第3篇

1 岩浆型铜镍硫化物矿床的研究现状

20世纪90年代以来, 随着地球科学及相关学科的深入发展, 人们对该类矿床的研究己经开始走向了多学科的联合探索, 并在逐步走向宏观扩大、微观细化的深入研究。以下几个方面反映了其研究现状和进展。

1) 岩浆型铜镍硫化物矿床的分类

岩浆铜镍硫化物矿床的分类很多, 但现今影响较广的分类, 其分类依据多为“构造岩石组合”, 代表性的分类有Anthony J.Naldrett[1]的分类方法, 具体描述如表1。

汤中立[2]对我国的岩浆硫化物矿床划分4类, 简单介绍如下:

(1) 古大陆内的小侵入体矿床

这类矿床一般发育在古大陆边缘, 形成于古大陆裂解时期, 我国的这类矿床主要形成于元古代。与小侵入体有关的成矿作用, 即为小侵入体成矿, 这是侵入岩体的主要成矿方式, 如金川、赤柏松、铜硐子、小南山等。

(2) 与大陆溢流玄武岩有关的侵入体矿床

与大陆溢流玄武岩有关的侵入体矿床是指地史时期与大规模大陆溢流玄武岩喷出相关的岩浆侵入成岩成矿, 这种方式的特点之一就是它们通常侵入到溢流玄武岩内或溢流玄武岩附近的围岩中, 如白马寨、大坡岭等。

(3) 造山带内小侵入体矿床

这类矿床发育在造山带内, 一般形成于碰撞造山后的驰张时期, 我国的这类矿床主要形成于华力西期。其成矿机制和古大陆内小岩体矿床基本相似。如喀拉通克矿床。

(4) 蛇绿岩型矿床

蛇绿岩岩石组合由下而上一般包括超镁铁杂岩、辉长质堆积杂岩、镁铁质席状岩墙杂岩和镁铁质火山杂岩 (含枕状构造) 4部分, 不同部位的成矿作用不尽相同, 通常成矿是在洋壳的生成和迁移阶段, 由于构造侵位而以残片被保留于造山带中。该类矿床包含元古代的煎茶岭式、古生代的石居里式、德尔尼式几种不同部位形成的矿床。

2) 岩浆型铜镍硫化物矿床的成矿地质背景

硫化物铜镍矿床分布在大陆地块中的4类地区, 即 (1) 古陆块 (克拉通或微陆块) 内部; (2) 古陆块边缘; (3) 陆块增生褶皱带靠近古陆块的边缘; (4) 陆块增生褶皱带中。其中以 (2) 及 (3) 两类地区为主, 也就是说中国硫化镍矿床主要分布在不同古陆块的边缘及其外侧增生褶皱带中, 如金川、红旗岭等矿床。

2 矿产勘查取得新的重大突破

2.1 国内外勘探成果

1) 国外勘探成果

在加拿大拉布拉多半岛发现并勘测了沃依塞湾硫化镍铜钴矿, 该矿呈西头细东头粗的岩墙状侵入体, 岩石为橄榄斜长岩。在坦桑尼亚勘测了卡半加硫化镍矿, 由两个透镜状橄榄岩-苏长岩体组成, 串珠状产出。这两个超大型和大型铜镍矿床的发现是近10年来的国际上铜镍矿床勘探重大的突破。

2) 国内勘探进展

在我国, 金川外围 (甘肃北山) 和新疆坡北地区分别发现了中型和小型镍矿床。此外, 在金川矿床和喀拉通克矿区二号矿床的深部均发现了新的矿体。

2.2 矿床成因研究新进展

上世纪90年代以来, 由于地幔柱学说兴起, 大火成岩省 (LIPS) 或大陆溢流玄武岩 (CFB) 以及洋岛玄武岩 (OIB) 都被认为是由地幔柱引起的, 其中前者是指在地史上一个较短的时期内发生的巨量喷发的产物, 是一次重大地质事件[3,4]。地幔柱岩浆活动常伴随着强烈的成矿作用[5,6]。例如, 诺里尔斯克-塔尔纳赫 (俄罗斯) 是世界最大的Ni-Cu-Co-Pt岩浆矿床, 成矿母岩为辉长辉绿岩体, 它就是西伯利亚暗色岩 (CFB) 的席状侵入相。世界上这种由地幔柱活动产生的大火成岩省较多, 但是伴随强烈成矿作用的并不多, 如印度德干、加拿大纽芬兰等大火成岩省至今尚未发现重要矿化。

参考文献

[1]AnthonyJ.Naldrett.Magmatic sulfide deposits:geology, geochemistry, and exploration[M].Springer, 2004:8.

[2]汤中立, 闫海卿, 焦建刚, 等.中国岩浆硫化物矿床新分类与小岩体成矿作用[J].矿床地质, 2006, l24 (1) :2-7.

[3]徐学义, 杨军录.地幔柱理论研究概述[J].西安地质学院学报, 1997, 19 (2) :46-51.

[4]李荫亭.地幔柱假说及发展[J].地球科学进展, 1997, 12 (5) :484-487.

[5]李红阳, 候增谦.初论幔柱构造成矿体系[J].矿床地质, 1998, 17 (3) :247-255.

五星铜镍铂钯矿床成矿模式研究 第4篇

关键词：铜镍铂钯,透辉石,构造

0 引言

五星铜镍铂钯矿床位于鸡东县原下亮子公社南7km, 大地构造位置属兴凯湖—布列亚山地块区或称老爷岭地块的张广才岭—太平岭 (边缘) 隆起带的一部分, 由两个次级构造单元太平岭隆起和老黑山断陷所组成, 即太平岭隆起带。铂钯矿体赋存于矿化透辉石岩或矿化透辉石岩与透辉石岩、橄榄透辉石岩的过渡带中。矿体产状与含矿带或矿化富集带基本一致, 与其围岩界线均呈渐变关系。铜镍钴矿体产于中等—稠密矿化程度的透辉岩和含角闪石透辉岩、含橄榄透辉岩中。矿体与围岩呈渐变关系。矿区构造发育, 矿体受早期近东西向和北东向裂隙或破碎带控制, 晚期北东向和北北东向裂隙被岩脉充填, 同时破坏矿体。从矿体与围岩呈渐变关系, 矿石矿物成份、结构、构造与围岩从岩石角度看具有相似性, 因此本矿成因属岩浆熔离型铜镍硫化物铂钯矿床。本文仅就五星铜镍铂钯矿床地质特征进行初步分析和探讨, 并建立起找矿模式。

1 区域地质特征

五星铜镍铂钯矿床大地构造位置属兴凯湖—布列亚山地块区或称老爷岭地块的张广才岭—太平岭 (边缘) 隆起带的一部分, 由两个次级构造单元太平岭隆起和老黑山断陷所组成, 即太平岭隆起带。经历晚元古代、晚古生代、中生代及新生代沉积建造和多次拉张裂陷—挤压隆起等地质构造演化的历史。岩浆活动十分强烈且频繁。主要集中在晚元古代 (张广才岭期) 、晚古生代 (华力西期) 、中生代 (印支期和燕山期) 及新生代。不同时代或不同期次岩浆活动在本区带的地史演化及成矿过程中, 显示着不同的特点及作用。

2 矿区地质特征

矿区西南部出露下二叠统平阳镇组, 主要岩性为千枚岩及大理岩透镜体, 洞子沟组主要岩性为砂板岩及中酸性大山岩。在北部出露上三叠统罗圈站组的酸性火山岩。

侵入岩有张广才岭期第一侵入次透辉石岩岩组, 二营岩体、三营岩体的透辉石岩、橄榄透辉石岩、含角闪透辉石岩等, 第二侵入次辉长岩岩组, 四营岩体的辉长岩、闪长岩等。印支期花岗岩出露于矿区的东部。矿床位于敦密断裂的东南侧北东向构造带内, 次一级两组扭断裂控制着成矿母岩 (二营、三营岩体) 的形成。

矿区构造发育, 矿体受早期近东西向和北东向裂隙或破碎带控制, 晚期北东向和北北东向裂隙被岩脉充填, 同时破坏矿体。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿体产于二营、三营岩体中, 两岩体呈南倾的岩墙产出。矿体形态为透境状、条带状及扁豆状。硫化铜、镍、钴矿体和铂钯矿体主要赋存于橄榄透辉石岩相带顶部至透辉石岩相带底部。二营岩体中可划分为三个金属硫化物含矿带;三营岩体可划分一个金属硫化物含矿带和一个外围含矿带。共圈出17个铂钯矿体和8个铜镍钴矿体, 其基本都赋存于上述五个含矿带中。其中二营岩体内有10条铂钯矿体和5个铜镍钴矿体。三营岩体有7条铂钯矿体和3个铜镍钴矿体。

铂钯矿体赋存于矿化透辉石岩或矿化透辉石岩与透辉石岩、橄榄透辉石岩的过渡带中。矿体多呈似层状、透镜状、少数呈巢状。其围岩一般也均具微弱矿化, 非矿化岩石仅在局部地段出现。矿体产状与含矿带或矿化富集带基本一致, 与其围岩界线均呈渐变关系。

铜镍钴矿体多呈板状和透镜状, 产于中等—稠密矿化程度的透辉岩和含角闪石透辉岩、含橄榄透辉岩中。矿体与围岩呈渐变关系。

在铂钯矿体中, 铂、钯、铜、镍、钴呈正消长关系, 它们在横向上变化较大, 而在纵向上具有一定的稳定性和连续性;铂和钯多富集于矿体的顶部或底部, 部分集中于矿体中部, 特别集中于不同矿石类型逐渐变化处的一侧或两侧。而铜镍钴则多富集于中等矿化程度以上的硫化物富集地段, 并多出现在矿化逐渐变化部位的矿化较强的一侧。一般说来, 金属硫化物越集中, 铂钯、铜镍钴含量越高。但在大量集中的金属硫化物聚集体中, 反而少见铂钯的富集体, 铜镍钴富集程度也不高。总的来说, 铂钯元素多富集于金属硫化物富集条带的周围。而铜镍钴元素则多集中分布于富集条带内及其边缘。

铂钯矿体或铜镍钴矿体, 均属铂钯或铜镍钴在局部地方富集而成的, 矿体直接产于岩体中。矿体与围岩在结构、构造、矿物成分上一般无较大区别, 夹石与矿体均呈过渡关系, 因此按基本分析样品中铂加钯含量大于0.5g/t者则划分为矿体。

3.2 矿石特征

矿石中金属矿物共有70余种。其中铂族矿物26种, 以砷铂矿和锑铂矿系为主。铜矿物10种, 以黄铜矿为主。镍矿物10种, 以镍黄铁矿为主。钴矿物5种, 以辉砷钴矿为主。此外还有磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿等。脉石矿物为透辉石、橄榄石、角闪石、透闪石、绿泥石、绿帘石、斜长石、方解石等。

原生矿石结构主要为中细—中粗粒不等粒结构, 局部见碎裂结构。构造以浸染构造为主, 次为块状、海棉陨铁状、角砾状构造等。

3.3 围岩蚀变

主要围岩蚀变有透闪石化、角闪石化及绿帘石化、碳酸岩化。所有蚀变均为岩石自变质作用或岩浆热液作用的结果。

4 矿床成因

从矿体与围岩呈渐变关系, 矿石矿物成份、结构、构造与围岩从岩石角度看具有相似性, 因此本矿成因属岩浆熔离型铜镍硫化物铂钯矿床。

5 成矿模式

综合五星矿上述地质特征对该矿成矿模式的分析, 建立以下矿床成矿模式。

1) 五星矿源于地幔深部富硫的铁质超基性岩, 沿南北向深大断裂 (西滨海断裂北段或牡丹江断裂南段) 上侵, 赋存在断裂附近, 并受其次级断裂控制, 岩体呈近东西向带状分布。

2) 硫同位素测定资料表明, 岩浆中的硫除来自地幔外, 还有一部分硫为岩浆上侵地壳时从围岩中袭夺的, 这增加了岩浆中硫的总浓度, 有利于铜镍钴铁等元素的硫化物析出, 并促使硫化物熔浆从硅酸盐熔体中分出。

3) 依据黑龙江省区域地质志和1/50万数字地质图, 将五星富硫铁质超基性岩体定为张广才岭期超基性—基性侵入岩类。地质依据下限为侵入上元古界黄松群。

4) 含矿岩浆上侵地壳, 由于地壳的温度压力较地幔低, 岩浆发生熔离作用, 形成硫化物熔融体, 硅酸盐矿物在分离结晶情况下, 演化的总趋势是橄榄石→透辉石→角闪石。

5) 含矿岩浆在构造应力的作用下, 上侵贯入构造裂隙空间, 继续发生就地熔离和金属硫化物晶出, 形成星点状、似海棉陨铁状和块状矿石。由于构造应力不断的驱动, 矿浆在压滤及扩容作用下, 向空隙和裂隙移动形成网脉状和细脉状充填矿石, 并穿插早期结晶的金属硫化物。浸染状矿石多分布在矿体的边部, 使矿体与围岩及夹层没有明显的界线。

6) 铜镍钴和铂钯矿体, 呈似层状、条带状、脉状、透镜状分布在透辉岩相的中部和下部, 见有角砾状构造。成矿过程中, 明显受构造变动控制 (以张扭性断裂为主) , 矿浆贯入已存空间内, 呈单行雁行式右行斜列式排列。铂族元素与铜镍钴元素均在硫化物结晶阶段析出, 铂钯矿体与铜矿体在空间上更为靠近。此外, 有晚期矿浆充填在岩体边部的构造破碎带、糜棱岩化带内, 形成小型铂钯矿体, 部分矿液浸染在辉长岩体内, 出现金属硫化物矿化地段。

7) 矿床成因类型为富硫铁质超基性岩中岩浆熔离—贯入硫化铜镍型铂钯矿床。按成矿系列划分则属太平岭褶皱带张广才岭期超基性—基性岩中铂钯及铜镍钴矿床成矿系列。

参考文献

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[2]汤中立.超大型岩浆硫化物矿床的类型及地质对比意义[J].甘肃地质学报, 1992, 1 (1) :24-47.

[3]王润民, 李楚思.新疆哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿的物理化学条件[J], 1987, 3:1-9.

[4]杨合群, 汤中立, 苏犁, 等.金川硫化铜镍矿床成矿岩浆性质和源区特征讨论[J].甘肃地质学报, 1998, 6 (1) :4452.

[5]汤中立.金川铜镍硫化物矿床岩将成矿作用的偏在性[J].甘肃地质学报, 1996, 5 (2) :73-85.

[6]甘肃省地质矿产局第六地质队.白家嘴硫化铜镍矿床地质[M].北京:地质出版社, 1984.

[7]汤中立, 李文渊.中国硫化镍矿床成矿规律的研究与展望[J].矿床地质, 1991, 10 (3) :193-201.

铜镍硫化矿床 第5篇

关键词：铜镍硫化矿,回收率,闭路试验

1前言

吉林吉恩镍业股份有限公司选矿厂日处理铜镍矿石1 500t,其矿石主要来源于红旗岭地区一号矿体和七号矿体。为了延长矿山服务年限,选矿厂逐年开始增加外购矿石处理量,自2012年初开始大量处理俄罗斯某地高品位铜镍硫化矿石后,生产指标一直不佳。因该矿石粒度小、品位高、性质软且含泥量较大等原因,导致生产现场粗选泡沫量大、精矿质量不高且尾矿镍金属损失较高。在原矿镍品位3%的情况下,仅能得到品位8%、镍金属回收率8 9%左右的镍精矿。为改善技术指标,提高经济效益,在试验室条件下,采用新的工艺流程与药剂制度进行试验,使该矿石选别指标得到显著改善,并在工业实践中取得了良好的效果。

2矿石性质

该矿石属于高品位铜镍硫化矿石,主要矿石矿物有镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、含镍磁黄铁矿及少量紫硫镍矿,少部分黄铜矿在脉石矿物中呈片状、浸染状产出。镍黄铁矿、针镍矿基本不含铜。由于自变作用和热液作用,其矿石中部分矿物经纤闪石化、滑石化、绿泥石化、绢石化等导致矿石含泥量较高,由于矿泥具有质点小、比表面积大、表面键力不饱和等特性,会明显降低镍金属回收率、镍精矿品位并增加药耗,给生产带来不便。对其进行多元素分析与铜、镍矿物物相分析,分析结果见表1、表2和表3。

3试样制备

试验矿样采自选矿厂破碎车间,平均粒度100mm,经试验室破碎加工为-2mm样品,在混匀、缩分后以500g为一份装袋备用,试样加工流程见图1所示。

4开路条件试验

根据矿石性质分析及同类矿石性质的研究,该矿石中铜镍矿物主要是硫化矿,其氧化矿物含量不高,金属矿物嵌布粒度较粗,在参照生产现场药剂制度情况下,拟采用集中磨矿、混合浮选工艺处理该高品位铜镍硫化矿石,捕收剂采用丁基钠黄药、调整剂使用碳酸钠及羧甲基纤维素、起泡剂使用复合药剂C125的浮选试验方案。重点考查磨矿细度及捕收剂对选别指标的影响,同时考查现场药剂制度种类的必要性与合理性。条件试验流程如图2所示。

4.1磨矿细度试验

按图2所示流程,在丁基钠黄药用量200g/t、碳酸钠用量为500g/t、纤维素用量800g/t、C125用量150 g/t条件下进行磨矿细度一次一因素条件试验,试验结果如图3所示。

由图3可以看出,随着磨矿细度的增加,镍金属回收率与镍精矿品位在一定范围内线性递增,在磨矿细度在-0.074mm(-200目)占75%左右时达到最佳效果,因此选定磨矿细度为-0.074mm占75%。

4.2碳酸钠用量条件试验

碳酸钠作为pH调整剂,起到调节矿浆酸碱性、分散矿泥、为浮选创造良好的条件的作用。在磨矿细度在-0.074mm占75%、丁基钠黄药用量200g/t、纤维素用量800g/t、C125用量150g/t条件下进行碳酸钠用量条件试验,试验结果见图4所示。

由图4数据可以看出,随着碳酸钠用量的增加,镍金属回收率与镍精矿品位并无明显关系,说明该矿石不同于红旗岭地区铜镍矿石,其铜镍矿物在无碳酸钠条件下也能得到较好的浮游,可以考虑在处理该铜镍矿石期间取消生产中碳酸钠药剂的使用。

4.3纤维素用量条件试验

因该矿石中矿泥含量较高,参考同类矿石处理经验,在磨矿细度在-0.074mm占75%、丁基钠黄药用量200g/t、C125用量150g/t条件下进行纤维素用量条件试验,试验结果见图5所示。

由图5数据可见,随着纤维素用量的增加,生产指标没有明显变化,同时在试验过程中看出,随着纤维素用量的增加,粗选泡沫层明显变薄,抑制了铜镍矿物的浮游,同时随着纤维素用量的增加,矿浆粘度增加,尤其尾矿难以絮凝,因此若增大纤维素用量有可能给生产精矿过滤带来一定困难。可见该铜镍硫化矿石在无纤维素条件下也能得到较好的浮游,可考虑取消纤维素药剂的生产现场使用。

4.4捕收剂用量条件试验

在磨矿细度在-0.074mm占75%、碳酸钠用量为零、纤维素用量为零、C125用量150g/t条件下进行捕收剂用量条件试验。试验结果见图6所示。

由图6数据可以看出,随着黄药用量的增加,镍金属回收率递增,说明该铜镍硫化矿物可以被丁基钠黄药有效捕收,药剂用量与指标在一定范围内呈线性分布,最终选择捕收剂200g/t为粗选药剂用量。

4.5 C125用量条件试验

在磨矿细度在-0.074mm占75%、碳酸钠用量为零、纤维素用量为零、黄药用量200g/t条件下进行C125用量条件试验,试验流程见图2所示,试验结果见图7所示。

由图7数据可以看出,随着C125用量的增加,镍金属回收率递增。C125复合药剂兼具捕收及起泡作用,但其作用时间较长,药剂添加会使矿浆粘度增高,可能给精矿过滤脱水带来一定困难,在指标合理情况下应当尽量减少该药剂的用量。最终选择C125药剂用量为180g/t为适宜的粗选药剂用量。

5闭路试验

根据上述试验确定的各种最佳条件,进行开路验证并进行最终闭路试验,试验流程及药剂制度如图8所示,试验结果见表4所示。

由表4数据可以看出,采用新的药剂制度后,该高品位铜镍硫化矿石的选矿技术指标明显改善,且碳酸钠及纤维素药剂的取消不仅降低了药剂成本,而且使得矿浆性质得到一定程度改良,改善了精矿车间过滤脱水负担。

需要注意的是在小型试验及现场流程考察中发现,因该矿物可选性较好,粗选能选出大部分铜镍金属矿物,因此精选时间不易过长,在生产现场中可采取减少精选浮选机台数的办法实现缩短精选浮选时间。

6结论

(1)通过药剂制度与工艺流程的改进,此高品位铜镍硫化矿石的选矿技术指标得到显著改善。通过取消碳酸钠与纤维素药剂,既降低了选矿成本又改善了精矿脱水性质,更重要的是增大了铜镍矿物的粗选产率,实现了这部分嵌布粒度粗的铜镍矿物快选快出。

(2)由于该矿石含泥量较高,可考虑在碎矿阶段增加洗矿工艺,进行泥砂分选;为避免精选产品中含镍磁黄铁矿等易氧化、难浮游矿物出现“反富集”现象,现场可适当减少精选浮选机台数;同时针对该矿石原矿品位较高的特点,可考虑在生产中增加磁预选作业,以提前回收原矿中品位较高的含镍富矿。

(3)该工艺流程简单、再磨矿量少,具有易于实施、成本低的特点。通过药剂制度与工艺流程改进,同现场生产实际相比,闭路试验镍精矿品位和回收率分别由8%和89.57%提高到8.2%和92.62%。不仅提高了资源利用率,同时带来的经济效益可观,目前已在吉恩镍业选矿厂得以正式应用,并在工业生产中取得了良好的技术指标。

参考文献

[1]刘绪光.红旗岭铜镍硫化矿石铜镍分离试验研究[J].中国矿山工程,2008,(4).

[2]赵风麟,袁学文.吉林镍业公司漂河川难选矿石的研究[J].有色矿冶,1996,(5):9.

[3]龚明光.浮游选矿[M].北京:冶金工业出版社,1988.

[4]胡为柏.浮选[M].北京:冶金工业出版社.1983.

[5]林国梁.矿石可选性研究[M].北京:冶金工业出版社,1998.

铜镍硫化矿床 第6篇

自1926年黄药应用于有色金属矿石浮选以来, 极大地推动了浮选工艺的发展, 时至今日, 黄药仍是世界有色金属浮选的主要捕收剂。吉林镍业公司选矿厂是一个日处理能力1 500t的中型有色金属选矿厂。生产所用的捕收药剂种类及用量为:捕收剂丁基黄药150g/t;捕收兼起泡剂C125300g/t。主要技术指标由原建厂的原矿品位1.282%、精矿品位4.2%、回收率84.94%提高到原矿品位1.176%、精矿品位7.432%、回收率86.19%。有效回收了矿产资源, 降低了冶炼成本消耗。但由于所处理的矿石繁杂多变, 原矿品位逐年降低, 使用单一的丁基黄药不能完全满足矿石性质以及生产的需要, 为此, 2007年, 在进行小型试验的基础上, 将丁基黄药与异戊基黄药组合在现场进行应用, 取得了精矿品位相近, 回收率提高的较好效果。

2 矿石性质

矿石中主要金属硫化矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿等。硫化矿物占矿石总量的20%左右。其中磁黄铁矿占矿石总量的11%～13%, 占硫化矿物的55%～65%。镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿在矿石中的含量分别为3%、1.8%、1.2%。脉石矿物以辉石为主, 但大部分已蚀变为纤闪石、蛇纹石、次闪石、滑石等。这些次生脉石矿物的含量占矿石总量的35%～45%。其中纤闪石8%～16%、蛇纹石6%～12%、次闪石2%～4%、滑石6%～14%。

矿石中磁黄铁矿为目的矿物的主要载体矿物, 镍黄铁矿、针镍矿、紫硫镍矿、黄铜矿等与之紧密伴生, 构成硫化矿物的集合体, 产出在脉石矿物颗粒周边, 构成海绵晶铁结构。磁黄铁矿含镍0.6%～2.4%, 以类质同象形式存在。细粒的镍黄铁矿常在磁黄铁矿中呈火焰状、鱼刺状嵌布, 属固熔体分离结构, 难以单体解离, 必须与磁黄铁矿一起回收。

上述硫化矿物的含量和产出特征表明, 该矿石的浮选实质就是磁黄铁矿的浮选, 其上浮量的多少, 决定了回收率的高低。因此, 欲提高选矿回收率应尽量选用捕收能力强的异戊基黄药。

3 两种黄药性质及其组合作用原理

黄药类捕收剂对硫化矿物的捕收能力最强, 且烃链越长捕收能力越强, 为了强化对磁黄铁矿的捕收, 试验选用了戊基黄药。理论上证明:用戊基黄药浮选硫化矿时只要覆盖达到矿物表面积的14%～15%, 就能使矿物浮起。

关于两种黄药捕收剂的组合使用, 一般认为是, 由于矿物表面的物理化学不均匀性, 使其不同区域具有不同的活性, 它们对不同捕收剂有不同的吸附能力, 活性小的丁基黄药吸附在活性大的表面区域, 活性大的异戊基黄药吸附在活性小的表面上, 这两种药剂的共吸附, 不仅改善了矿物表面的疏水性, 从而提高了矿物的可浮性, 而且改变了原有矿物表面的电性、润温性或化学吸附特性, 促进了其它非同类捕收剂药剂的吸附。C125复合药剂中的丁铵黑药, Z-200#及其它表面活性剂 (中性油等) 在已吸附了黄药的矿物表面发生层叠吸附, 穿插吸附等, 从而使吸附量增加, 使矿物的疏水性大大增强, 因此提高了浮选效果。

4 实验室药剂对比试验

实验室用药品包括丁基黄药、异戊基黄药、C125、CMC、碳酸钠。。试验用矿石采自现场, 为了使矿样和生产矿样一致, 进行了配矿。

称取破碎后的硫化镍矿石1 000g, 置于球磨机中, 再加入1 000mL水于球磨机中, 所得的矿浆浓度为30% (质量比) , 矿浆的pH值为8～9。然后将矿浆倒人挂槽式浮选机的浮选槽中, 进行浮选实验。浮选分离后, 将矿样过滤、烘干、称重, 实验室制样后, 分析其镍精矿品位和回收率。矿样的回收率代表捕收剂对镍的捕收能力, 回收率越高表示其对镍的捕收能力越强。而从精矿品位的高低可以看出捕收剂对镍的选择性能, 品位越高, 表示捕收剂的选择性越好。

为了使试验条件与选矿现场接近, 选定磨矿时间为10分钟, 磨矿细度为-0.074mm占76%。在上述试验条件下, 实验分别进行了单一使用丁基BX、异戊基BX和丁基BX+异戊基BX组合的对比试验。试验流程及结果见图1、表1。

从试验结果可看出, 单独使用丁基黄药, 尽管精矿品位略高一点, 但精矿产率和回收率明显太低, 只能达到5.95%和49.15%。这说明丁基黄药选择性好捕收能力比较差。而单独使用异戊基黄药, 精矿产率和回收率都比较高, 达到8.43%和64.29%, 而精矿品位较单独使用丁基黄药略低一点, 可以说明异戊基黄药捕收能力较强, 但选择性较差一点。而丁基黄药和异戊基黄药组合使用, 从实验结果可以看出, 效果非常明显。精矿品位较和单独使用丁基黄药比较相近达到了6.71%, 回收率明显高于单独使用丁基黄药和戊基黄药, 达到了64.68%。进而可以断定这种药剂组合适合公司的矿石性质, 两种药剂各50%的用量产生的叠加与复合作用弥补了单独使用任何一种药剂的不足, 用量可行, 效果显著。

5 工业试验

根据上述试验结果, 于2007年开始在现场中添加各50%用量的丁基BX+异戊基BX组合药剂, 使用前后指标逐年提高, 见表2。

丁基BX+异戊基BX组合药剂添加在浮选作业后, 粗选泡沫层明显变厚, 而且气泡明显变小、变实, 随气泡上浮的矿物增多, 由于使用回水后, 纤维素用量适当增大, 这样粗选泡沫层金属光泽性强, 改变了单一使用丁基黄药泡沫层薄、不实的这一现象。近3年使用的结果可以反映其作用效果。

%

6 结语

(1) 从小型试验到工业试验可以看出使用组合药剂在矿物表面发生共吸附, 产生协同效应, 可显著提高选矿技术指标。组合药剂的应用克服了单一使用任何一种捕收剂的缺陷, 减少了金属流失, 提高了泡沫的稳定性, 便于选矿的操作。

(2) 实践证明, 组合药剂的探索和使用是长期的试验研究。不仅捕收剂组合, 其他的起泡剂和抑制剂也可以找到与其组合的药剂使其产生复合效应, 因此应大力推广使用组合药剂, 使生产指标进一步提高, 获得更大的经济效益。

摘要：论述了丁基BX与异戊BX各50%用量组合在硫化铜镍矿石中的应用, 解决了现场使用单一丁基BX或异戊BX的缺点, 两种药剂的复合作用提高了技术指标, 取得了令人满意的效果。

关键词：丁基BX,异戊BX,捕收剂,组合药剂,浮选

参考文献

[1]胡为柏.浮游选矿[M].北京:冶金工业出版社, 1983.

[2]林国梁.矿石可选性研究[M].北京:冶金工业出版社, 1998.

蛇纹石型硫化铜镍矿浮选研究进展 第7篇

1 蛇纹石对硫化矿物浮选的影响

蛇纹石是一种层状构造的含镁硅酸盐矿物,主要由橄榄石、辉石蚀变而成,其理论化学组成为:Mg O 43. 6% ,Si O243. 3% ,H2O 13. 1%[4],有时发生Fe和Ni取代Mg而生成少量的Fe O、Fe2O3、Ni O等。蛇纹石最常见的颜色为绿色,深浅不等,也有呈白色、浅黄色、灰色、蓝绿色或褐黑色者。摩氏硬度为2. 5 ~ 4. 0,相对密度为2. 2 ~ 3. 6[5]。

蛇纹石属于1∶1型层状硅酸盐矿物,其结构单元层由硅氧四面体层与镁氧八面体层按1∶1比例连接而成[6,7]。硅氧四面体在结构单元层中相互连接形成网状结构层,层中所有的硅氧四面体朝向一方,与镁氧八面体层相连。在镁氧八面体层中,一个方向上每三个羟基中的两个被硅氧四面体角顶的氧代替,四面体中的Si4 +被四个O2 -围绕,而八面体中的Mg2 +被两个O2 -和四个OH-离子围绕[8,9,10]。蛇纹石晶体结构中八面体内部靠离子键连接,四面体内部靠共价键连接,四面体层与八面体层之间的连接也为离子键,但它比八面体层内的离子键要弱。与八面体中的阳离子Mg结合的键基本上是离子性的,键弱,而与四面体中的阳离子Si结合的键具有共价性,键强。蛇纹石的断裂面上存在不饱和Si-O-Si、O-Si-O、含镁键等,使蛇纹石具有很高的化学活性[11,12]。

当蛇纹石置于溶液中时,表面会发生不等量溶解,镁氧八面体层中的OH-优先溶解,而Mg2 +留在蛇纹石表面,使其电点较高[13]。在硫化铜镍矿浮选的常用p H值区间( p H≈9) ,硫化矿物表面荷负电,而蛇纹石表面荷正电。蛇纹石通过静电吸引作用附着于硫化矿物表面形成矿泥覆盖层,阻碍了镍黄铁矿与气泡的接触,抑制了镍黄铁矿浮选[14,15,16]。

2 蛇纹石从硫化矿物表面上的脱附

常用的从硫化矿物表面上脱附蛇纹石矿泥的方法有物理脱附法和化学脱附法。

2. 1 蛇纹石矿泥物理脱脱方法

为缩短浮选所需时间及降低浮选药剂消耗,浮选前通常需要在搅拌桶内对矿浆进行搅拌调浆。Bulatovic[17]将浮选前的强搅拌过程称之为高强度调浆,并研究了高强度调浆对细粒铜锌矿、铜镍矿和铜矿浮选的影响,发现高强度调浆能够显著提高矿物的浮选回收率和精矿品位。Engel等[18]研究了高强度调浆对西澳大利亚硫化铜镍矿浮选的影响,发现高强度调浆显著调高了镍矿物的浮选回收率。调浆速度越快,调浆时间越长,硫化镍矿物浮选速率和回收率越高。Feng等[19]研究发现高强度调浆能够提高金川硫化铜镍矿的选别指标。

对高强度调浆改善矿物浮选行为的机理的研究很多。Sun等[20]认为在强搅拌条件下,疏水的微细颗粒发生碰撞,并形成疏水聚团,是高强度调浆提高微细粒闪锌 矿浮选回 收率的主 要原因。Farrow等[21]认为高强度调浆作用下细颗粒镍黄铁矿将形成镍黄铁矿聚团,容易上浮进入精矿。Chen[22,23]认为高强度调浆能够脱附镍黄铁矿表面的蛇纹石矿泥,调浆强度越强,调浆时间越长,脱附的矿泥数目越多。

将矿浆直接放入超声场中,控制超声频率和超声时间,可以使矿物颗粒充分分散[24]。Aldrich[25]研究了超声波对硫化矿浮选的影响,发现超声波预处理能提高硫化矿物的疏水性和脉石矿物的亲水性,增加浮选过程的选择性。Mason等[26]认为超声波分散矿物颗粒的作用机理包括两个方面: 一方面是超声波在矿浆中以驻波的形式传播,使微细矿物颗粒受到周期性的拉伸和压缩作用; 另一方面是超声波在矿浆中能够产生“空化”作用,从而使颗粒分散。Feng等[27]认为超声波通过三个方面的作用改善矿物的浮选效果: 首先是通过超微束作用产生湍流使颗粒运动加剧; 第二是空化作用; 第三是气泡兼并产生超音速射流作用于粗颗粒矿物表面的微细颗粒,使其脱附。

2. 2 蛇纹石矿物化学脱附方法

矿泥化学脱附方法是生产中广泛应用在矿浆中加入化学分散剂,使其与矿物颗粒表面作用,改变矿物颗粒的表面性质,实现颗粒的分散[28]。化学脱附方法的作用机理主要有以下三种[29]:

( 1) 改变矿物颗粒的表面电性,增大颗粒间的静电排斥作用力;

( 2) 大分子分散剂吸附在矿物颗粒表面,产生较强的位阻排斥作用力;

( 3) 增强颗粒表面亲水性,提高颗粒间的水化排斥作用力。

常用的化学分散剂主要有碳酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃和羧甲基纤维素[30]。

碳酸钠是一种强碱弱酸盐,在水溶液中能够发生电离及水解反应,使溶液显碱性并具有一定的p H值缓冲能力[31]。碳酸钠能够 与矿浆中 的Ca2 +、Mg2 +离子发生沉淀反应,起到软化水质的作用,在选矿领域作为p H值调整剂和分散剂得到广泛应用。冯博等[32]研究发现,碳酸盐水解生成的荷负电的CO23 -能够吸附在蛇纹石表面,改变蛇纹石表面电性,从而对蛇纹石与黄铁矿混合矿起到分散作用,减弱蛇纹石对黄铁矿的抑制作用。

六偏磷酸钠是一种分子量较大的链状磷酸盐,在浮选中广泛用作矿泥分散剂和抑制剂[33,34,35,36]。六偏磷酸钠能与蛇纹石表面的镁离子发生络合反应,生成稳定的亲水络合物,从而抑制蛇纹石的上浮。吸附在蛇纹石矿泥表面的六偏磷酸钠还能改变蛇纹石表面电位,使蛇纹石表面电性由正变负,消除蛇纹石对镍黄铁矿的抑制作用[37,38]。六偏磷酸钠还能溶解镍黄铁矿表面的羟化镁薄膜,提高镍黄铁矿的可浮性[39]。张英等[40]研究了六偏磷酸钠在某硫化铜镍矿浮选中的作用,发现六偏磷酸钠能够显著提高选矿指标。

水玻璃是是一种水溶性硅酸盐,由二氧化硅与碱金属氧化物按不同比例反应生成[41]。水玻璃在水溶液中能够发生水解反应,使水溶液呈碱性,反应生成的Na H3Si O4,容易聚合生成Na2H4Si2O7,并进而形成聚合多硅酸盐[42]。溶液中存在的各种硅酸盐单体和聚合物能够与矿物作用,改变矿物表面性质,有效的分散和抑制脉石矿物[43,44]。水玻璃吸附在蛇纹石表面,能阻止黄铁矿表面蛇纹石矿泥罩盖现象的发生,改善黄铁矿浮选[45]。

羧甲基纤维素( CMC) 是一种具有较长烃链和许多羟基、羧基基团的高分子聚合物,是常用的疏水脉石的抑制剂[46],同时对脉石矿泥具有分散作用。李治华[47]研究发现CMC能够降低镍黄铁矿表面蛇纹石矿泥覆盖层的密度。Pietrobon等人[48]认为CMC通过分子中的羟基和羧基与氧化镁矿物发生作用,消除了矿物颗粒间的相互吸引作用,消除了矿泥对硫化矿物浮选的影响。冯博[49]等人研究发现羧甲基纤维素能够分散蛇纹石与黄铁矿混合矿,恢复被蛇纹石抑制的黄铁矿的可浮性。

3 蛇纹石型硫化铜镍矿浮选技术研究

酸法浮选工艺。研究发现[51],酸性p H值条件下浮选时铜镍矿物的浮选回收率明显高于中性和碱性p H值条件[50]。酸性p H值可以阻止镍黄铁矿等硫化矿物表面形成氧化膜,增加其可浮性; 在酸性p H值条件下,硅酸盐脉石与硫化矿物表面电性相同,不会发生异相凝聚,减轻了脉石矿泥对有用矿物浮选的影响[52]。虽然酸法浮选能够改善硫化铜镍矿的浮选指标,但矿浆中存在的碳酸盐及酸溶性硅酸盐能与酸反应,消耗大量酸,使选矿成本较高,如芬兰希土拉镍矿为将粗选矿浆p H值保持在4 ~4. 5,每吨原矿耗酸高达33. 2 kg[53]。

脱泥 - 浮选工艺。硫化铜镍矿石中的硅酸盐脉石质软,易泥化。矿泥不仅消耗浮选药剂,干扰有用矿物浮选,还容易通过泡沫夹带进入精矿[54]。因此,对于矿物组成简单的硫化铜镍矿石,采用脱泥浮选或者泥砂分别处理工艺,能够提高浮选回收率,降低浮选药剂用量[55]。我国云南金平镍矿在浮选前使用MIBC作为起泡剂进行预先脱泥,避免了浮选过程中矿泥增大矿浆黏度,在粗粒硫化矿物表面形成矿泥罩盖等现象,提高了浮选指标[56]; 我国甘肃金川镍矿在处理露天矿石时,将两段磨矿浮选后得到的尾矿进行脱泥浮选,可以得到镍品位2. 5% ,回收率3% 的精矿[57]。脱泥过程中,部分有用矿物损失在矿泥中,会降低有用矿物回收率,同时脱泥工艺流程复杂、操作困难,资金和人员投入较多。因此,脱泥 - 浮选工艺适用于矿泥含量高,且矿泥对有用矿物浮选影响较大的矿石。

阶段磨矿阶段选别流程。硫化铜镍矿矿物嵌布类型多样,通常存在块状、海绵晶铁状和细粒浸染状等不同构造共存的现象,因此,利用矿石的这种特性采用阶段磨矿和阶段选别流程可以减少矿石的过粉碎[58]。澳大利亚温达拉选厂采用了两段磨矿流程,提高了选矿指标。中南大学在进行金川二矿区富矿石浮选研究时,通过两磨两选、中矿粗精矿再磨的工艺流程取得了较好的选别指标[59]。

闪速浮选工艺。闪速浮选是一种快速回收粗粒级有用矿物的浮选技术[60]。在磨矿分级回路中处理磨机的返砂,优先浮选已经单体解离的粗颗粒金属矿物或含金属矿物较多的连生体,直接获得精矿产品,实现早收多收,闪速浮选尾矿则返回磨矿作业处理。闪速浮选能减少有用矿物在矿泥中的损失,降低循环负荷,提高磨机的处理能力[61]。芬兰奥托昆普公司的瓦玛拉选矿厂,采用SK-80闪速浮选机处理球磨机水力旋流器的底流,与不用闪速浮选机相比,精矿镍品位提高5. 37% ,氧化镁含量降低4% ,- 0. 074 mm粒级含量比普通精矿低38% 。金川硫化铜镍矿选矿厂进行了闪速浮选工业试验,获得了较好的指标,与不用闪速浮选机相比,镍、铜回收率分别提高1. 32% 和0. 75% ,- 0. 074 mm粒级含量比普通精矿低32% 。

4 结论

( 1) 在硫化铜镍矿浮选常用的弱碱性p H值区间,蛇纹石与硫化镍矿物表面电性相反,存在较强的静电吸引作用,容易发生异相凝聚。蛇纹石通过异相凝聚作用附着在硫化矿物表面,抑制了硫化矿物的浮选。

( 2) 六偏磷酸钠、羧甲基纤维素等药剂可以改变蛇纹石表面电性,消除蛇纹石对硫化镍矿物的抑制作用。流体外场和超声外场也可以脱附硫化矿物表面上罩盖的蛇纹石矿泥,提高被蛇纹石抑制的硫化矿物的浮选回收率。